Физики из университета Огайо предложили теоретическое объяснение феномену возникновения магнитных свойств на границе двух веществ, которые сами по себе этими свойствами не обладают. Работа опубликована в журнале Nature Physics, а ее краткое содержание можно прочитать на сайте Phys.Org.

Ученые исследовали взаимодействие двух веществ: алюмината лантана (LaAlO₃) и титаната стронция (SrTiO₃). В норме оба вещества не проявляют магнитных свойств и не проводят электрический ток. Однако, если наложить слой одного вещества на другой, то на границе между ними атомы приобретают магнитный момент и, кроме того, начинают проводить электричество.

«Это сродни тому, чтобы взять два куска хлеба, положить их один на другой а затем наблюдать, как между ними сама собой возникает начинка» — объяснил суть феномена один из соавторов работы, Мохит Рандера (Mohit Randeria).

Основываясь на теории молекулярных орбиталей, ученые показали, как именно на границе веществ возникает упорядочивание спинов электронов и как оно приводит к неожиданному появлению магнитных свойств. Кроме того, ученые установили, что магнитное поле в интерфейсе между веществами образует своеобразный спиральный узор и что те же процессы приводят к появлению у электронов граничных атомов подвижности, которая и отвечает за проводимость.

Феномен, по словам авторов, можно будет использовать при создании нового типа микросхем, которые одновременно являются магнитными носителями информации. До этого, впрочем, ученым еще предстоит подтвердить или опровергнуть опубликованные теоретические объяснения в экспериментах.

На сегодняшний день наиболее изученным способом сочетания обработки и хранения информации в одном и том же электронном компоненте является использование мемристоров — резисторов с эффектом памяти.

Показано, например, что сети мемристоров могут решать некоторые задачи из теории графов.